Vélocipède et tricycle : suite
Dans le "Le technologiste " n°31 du 03 août 1878 , nous avons trouvé l'article suivant :
Vélocipède tricycle à vapeur par M . L.G PERREAUX à l'exposition universelle .
C'est pour remédier aux inconvénients bien connus des vélocipèdes ordinaires et dans l'espérance d'en faire des appareils sérieux, capables de rivaliser avec l'espèce chevaline et tout locomoteur bien entendu , que M . Perreaux a cherché à appliquer la vapeur au vélocipède à deux et trois roues ....
Le vélocipède à deux roues sera destiné aux grands équilibristes voulant parcourir des distances fabuleuses dans un temps relativement très court , à cause du peu de force qu'il exige pour vaincre son inertie et acquérir une vitesse considérable , soit de six à huit lieues à l'heure , dans les cas exceptionnels où les forces du voyageur constamment utilisées au profit du moteur peuvent multiplier le travail de la machine à vapeur à l'avantage des vitesses acquises .
Le tricycle , destiné aux promeneurs désireux de posséder leurs aises , et aussi des garanties certaines d'équilibre , exige , à distance et parcours égaux , une machine plus forte , la troisième roue offrant une résistance sensible devant les obstacles routiers sans cesse renouvelés , par les frottements constants du tirage , cause particulière des petites vitesses : il pourra parcourir de trois à cinq lieues à l'heure en temps ordinaire , en chauffant modérément le générateur. La sortie de la vapeur est disposée de façon à la faire passer sous les pieds du voyageur lorsque la température extérieure est assez basse pour rendre le chauffage nécessaire. Le cylindre composant le moteur a un diamètre de 20 à 30 millimètres intérieur , sur 80 millimètres de longueur . La distribution se fait à l'aide de tiroirs s'ouvrant et se fermant au point extrême de la course du piston , de telle sorte que l'admission de vapeur est aussi prompte que possible . Le passage constant de celle-ci s'effectue sans laminage pendant la durée du parcours : aussi la vitesse acquise du moteur multiplie-t-elle celle de la distribution à l'avantage du rendement . La pompe alimentaire peut se régler à volonté à l'aide d'un système à levier , et , par le fait , peut alimenter la chaudière avec une précision qui permet de conserver un niveau rigoureusement stable en faisant pénétrer à chaque instant une quantité d'eau égale à la quantité de vapeur dépensée . Le générateur formé entièrement de bouilleurs contient à son niveau ordinaire environ trois litres d'eau : il est alimenté pour deux ou trois heures à l'aide de réservoirs de capacités suffisantes . La pression exigée pour porter un homme ordinaire est de trois atmosphères et demie avec un piston de 22 millimètres de diamètre . Des cordes-courroies établissent la communication entre le moteur et la roue motrice , et , comme dans une usine , les mouvements sont donnés à l'aide de poulies agissant sans choc ni perturbation : aussi la plus grande uniformité g(ouverne-t-elle l'ensemble général des mouvements .
Pour obtenir les meilleurs résultats des évaporations , on a cherché à donner au générateur les dimensions et les proportions les plus convenables , en appliquant l'action la plus directe du combustible sur les bouilleurs , afin d'arriver à un rendement correspondant au maximum de chaleur dépensée . C'est ainsi qu'en brûlant le combustible avec méthode , on obtient les plus grands effets en travail utile et l'on réalise une économie notable . Tel est le point capital que M . Perreaux croit avoir atteint , non seulement en établissant un éolipyle à foyer incandescent pouvant fournir au moteur plus de vapeur qu'il n'en consomme , mais encore produire la vapeur sèche . Celle-ci est bien préférable à la vapeur humide , parce qu'en devenant de plus en plus gazeuse ou fluide , cette vapeur plus subtile cesse d'offrir au tube d'introduction et de sortie un laminage produisant la contre-pression si contraire à tout travail et si nuisible au développement des forces , en même temps que la condensation dans les tubes et le cylindre cessant absolument , les robinets purgeurs deviennent inutiles .
En terminant , il est facile de conclure théoriquement que , si la vapeur humide va toujours en se modifiant dans les premiers anneaux de ces tubes , des évolutions , des transformations et des métamorphoses s'opèrent dans les suivants , et en passant ainsi successivement de l'un à l'autre pôle , on constate que la plus grande somme de chaleur fait obtenir ici la plus grande somme de force avec un foyer infiniment plus économique . Nous pouvons également affirmer que de tous les moyens employés par retour de flamme , celui-ci est le plus simple , le plus économique et le plus facile à appliquer à tout générateur .Quelle immense économie la marine , les chemins de fer et les usines , petites et grandes , en pourraient retirer le jour où cette heureuse idée serait comprise de MM . les ingénieurs et constructeurs , armés de cette bonne volonté qui sait couronner toute oeuvre et la faire triompher à l'avantage des services rendus .
Je rapporte ci-dessous des extraits de "LA NATURE" n°480 du 12 août 1882
TRICYCLE A VAPEUR DE M . L.G. PERREAUX
.................Les travaux de notre compatriote M . L.G Perreaux méritent d'autant mieux d'être connus et encouragés que l'inventeur poursuit son idée avec une persévérance remarquable depuis quatorze années , qu'il a fait des sacrifices considérables de temps et d'argent pour perfectionner ses appareils ; à la veille du succès qu'il espère avec quelque raison pour le dédommager de tous ses sacrifices , alors que ses brevets sont sur le point de tomber dans le domaine public , nous croyons utile de décrire rapidement le système de M . Perreaux qui , par une coïncidence singulière , n'est pas sans présenter quelque analogie extérieure avec le système de Sir Thomas Parkins , dont il est l'aîné de plusieurs années , puisqu'il a figuré déjà à l'exposition universelle de Paris en 1878 , sous une forme moins perfectionnée , il est vrai , que le modèle actuel .
Les premières expériences faites par M . Perreaux l'ont été avec un vélocipède ordinaire à deux roues , portant la chaudière derrière le siège du conducteur et le mécanisme moteur au-dessous de ce siège ... Il est évident que ce type ne peut servir que pour des expériences et dans quelques rares cas ; il demande une habileté toute particulière de la part de celui qui le manoeuvre , aussi , dans les expériences , était-il fixé sur un manège de 4 mètres de rayon .
Sous sa forme actuelle , l'appareil est un tricycle dont la roue avant constitue la roue motrice et directrice , tandis que les roues arrières supportent la chaudière et la plus grande partie du poids du conducteur . Les pédales servent à la mise en marche au moment du démarrage , car le système moteur , construit dans de très petites dimensions , ne l'effectuerait pas toujours assez rapidement ....La chaudière est à bouilleurs ; elle est chauffée par des vapeurs d'alcool fournies par un réservoir rempli de ce combustible , chauffé lui-même par une petite lampe à alcool à plusieurs mèches . Un système de registres permet de régler la vaporisation de l'alcool qui vient brûler sous la chaudière , en augmentant ou en diminuant le nombre de mèches allumées et par suite de régler la production de cette chaudière en proportion des besoins ....La vapeur produite par la chaudière à bouilleurs traverse deux tubes en cuivre roulés sur cette chaudière et en contact direct avec la flamme ; il en résulte la production de vapeur surchauffée qui est ensuite envoyée dans le moteur . L'emploi du surchauffage de la vapeur permet une meilleure utilisation et ne demande pour un travail donné , qu'un poids de vapeur beaucoup moins grand , ce qui diminue le poids d'eau d'alimentation à transporter sur l'appareil .
Ce surchauffage de la vapeur ne présente pas de danger car il ne porte que sur une quantité de vapeur très petite à la fois et que la pression ne dépasse jamais quatre atmosphères , comme on peut s'en assurer sur le manomètre placé en avant de l'appareil . Le système moteur est une petite machine à un seul cylindre de 22 millimètres de diamètre et de 40 à 50 millimètres de course . M . Perreaux estime à 6 kilogrammètres par seconde le travail produit par son tricycle et à 4 kilogrammètres le travail du bicycle . L'échappement de la vapeur se produit sous le siège , l'alimentation se fait à l'aide d'une petite pompe qui puise l'eau dans un petit réservoir dont la capacité est calculée pour fournir une marche de trois heures environ sans renouvellement . La transmission de mouvement du moteur à la roue d'avant , se fait à l'aide de cordes et de poulies de renvoi . Le conducteur a sous la main tous les organes , robinets , etc... nécessaires au fonctionnement du système et il peut à volonté se laisser rouler à une vitesse ordinaire de 12 à 15 kilomètres à l'heure , avec la force produite par le moteur seul , ou bien aider au mouvement en donnant quelques coups de pédale qui augmentent sa vitesse . Tous les organes de cette intéressante petite machine sont construits avec une habileté remarquable ; dans le dernier modèle , M . Perreaux a mis à profit son expérience pour introduire de nombreuses modifications et simplifications sur lesquelles nous aurons à revenir lorsque les expériences seront faites . La question présente assez d'intérêt pour que nous ne manquions pas d'assister à ces expériences et de tenir nos lecteurs au courant des résultats obtenus .
Voici enfin un long texte écrit par PERREAUX .
VELOCIPEDE ET TRICYCLE A VAPEUR destinés à remplacer l'espèce chevaline par L.G PERREAUX (DE L'ORNE) Ingénieur 8 , Rue Jean-Bart , PARIS par Brevet d'invention S.G.D.O .Découverte sur la vapeur : 40 à 50% d'économie .
Dix années de recherches et de veilles avant un résultat définitif ....On a beaucoup parlé des aérostats , et à ce sujet de nombreuses expériences ont justifié les tentatives faites par les savants , sur la possibilité de s'élever dans les airs pour planer ensuite dans les plus hautes régions de l'atmosphère ; mais pour des raisons bien connues , ces résultats s'obtiennent à des conditions si peu rassurantes que malgré l'extrême lumière et l'expérience acquise par des aéronautes les plus habiles , les événements prouvent qu'une découverte mécanique et chimique , la vapeur ou l'électricité sous un petit volume , sont et deviennent nécessaires en dehors du point d'appui , indispensable pour vaincre et tout à la fois combattre ces inconvénients multiples des courants .
Si donc toute force a besoin d'un point d'appui , nous pouvons affirmer dès aujourd'hui que le vélocipède à vapeur laisse loin derrière lui les applications aériennes et même celle du vélocipède ordinaire , puisque la force étant trouvée et réalisée dans les meilleures conditions , la direction devient elle-même aussi simple que facile à exercer , et c'est alors que les résultats obtenus permettent de prédire à l'avance les succès que cette invention pourra rendre dans l'avenir , même comme force motrice , pouvant , en mille circonstances ,s'utiliser comme celle d'une machine à vapeur à poste fixe ...Ainsi une grande innovation ne se reconnaît pas seulement dans les services qu'elle peut rendre dans le présent mais encore dans ceux qu'elle prépare dans l'avenir en modifiant et réduisant tout travail à l'avantage du bien-être intérieur et matériel du pauvre . Voilà pourquoi lorsqu'il s'agit de longs parcours et de distances prolongées , le vélocipède ordinaire , où l'emmagasinage des forces vives est si pénible , devient une cause d'épuisements rapides , où des accidents se manifestent tôt ou tard chez les organismes faibles en troublant encore la santé des plus robustes et des plus forts ...C'est donc pour remédier à cet inconvénient et dans l'espérance d'en faire des appareils sérieux capables de rivaliser avec l'espèce chevaline , et tout locomoteur bien entendu , que nous avons cherché à appliquer la vapeur au vélocipède à deux et trois roues ...Les tentatives faites pour suppléer et remplacer les forces vitales sont donc remplies , et le problème de se transporter d'un lieu à un autre sans fatigue et presque sans frais est aussi résolu , puisque dans leur alimentation ces appareils dépensent relativement très peu pendant le service exigé et sont sans entretien à l'état de repos . D'où il résulte que cette heureuse application n'est coûteuse que pendant les services qu'elle rend , tandis qu'un cheval à l'écurie , c'est-à-dire au repos , exige les soins de chaque instant en dehors de l'espace qui lui est nécesaire pour le loger et pourvoir aux besoins répétés de chaque jour ...
Le vélocipède à deux roues , est destiné aux grands équilibristes voulant parcourir des distances fabuleuses dans un temps relativement très court à cause du peu de force qu'il exige pour vaincre son inertie et acquérir une vitesse considérable , soit de six à huit lieues à l'heure (environ 35 km/H) , dans les cas exceptionnels où les forces du voyageur , constamment utilisées au profit du moteur , multiplient tout travail de la machine à vapeur à l'avantage des vitesses acquises .
Le tricycle destiné aux promeneurs désireux de posséder leurs aises et tout à la fois des garanties certaines d'équilibre , exige , à distance et parcours égaux , une machine plus forte , la troisième roue offrant une résistance sensible devant les obstacles routiers sans cesse renouvelés , par les frottements constants du tirage , cause particulière des petites vitesses , pouvant parcourir de trois à cinq lieues à l'heure en temps ordinaire , c'est-à-dire en chauffant modérément le générateur . La sortie de la vapeur est disposée de façon à la faire passer sous les pieds du voyageur lorsque la température extérieure est basse et exige le rayonnement . La force du vélocipède est de 4 kilogrammètres et celle du tricycle est de 6 .
Analyses et principes généraux du moteur - Système exceptionnel de chauffage à alcool par l'éolipyle . Le cylindre composant le moteur a pour diamètre de 20 à 30 millimètres intérieur sur 80 millimètres de long . La distribution se fait à l'aide de tiroirs s'ouvrant et se fermant au point extrême de la course du piston , de telle sorte que l'admission de vapeur est aussi prompte que possible , tant le passage constant de celle-ci s'effectue sans laminage pendant la durée du parcours , aussi la vitesse acquise du moteur multiplie-t-elle celle de la distribution à l'avantage du rendement . ...La pompe alimentaire peut se régler à volonté à l'aide d'un système à levier , et , par le fait , peut alimenter la chaudière avec une précision qui permet de conserver un niveau rigoureusement stable en faisant pénétrer à chaque instant une quantité d'eau égale à la quantité de vapeur dépensée... Le générateur , formé entièrement de bouilleurs , contient à son niveau ordinaire environ trois litres d'eau , il est alimenté pour deux ou trois heures à l'aide de réservoir de capacité suffisante . La pression exigée pour porter un homme ordinaire est de trois atmosphères et demie avec un piston de 22 millimètres de diamètre . Des courroies cordes ,cuirs ou chaînes ,établissent la communication entre le moteur et la roue motrice , et comme dans une usine les mouvements sont donnés à l'aide de poulies agissant sans choc ni perturbation , aussi la plus grande uniformité gouverne-t-elle l'ensemble général des mouvements ....A lui seul , l'appareil de chauffage est une curiosité tant il est vrai que les lois physiques qui régissent les gaz de ce genre sont rigoureusement observées pour arriver à une complète carburation . Ce système de gazomètre est un éolipyle de notre invention , muni d'une grille où les gaz se distribuent en abondance . La dépense d'alcool (esprit de bois) par heure est d'environ 2fr à 2fr50 en parcourant de 20 à 30 kilomètres à l'heure .Ce prix un peu élevé en France est dû aux impôts immenses que les guerres nous ont légués , tandis qu'à l'étranger les dépenses de même nature se réduisent de plus de moitié . Un système à levier permet de régler le foyer du gazomètre et celui du générateur ....Pour obtenir les meilleurs résultats de vaporisation nous avons cherché à donner au générateur les dimensions et proportions les plus convenables , en appliquant l'action la plus directe du combustible sur les bouilleurs , afin d'arriver à un rendement au maximum de chaleur dépensée . C'est ainsi qu'en brûlant le combustible avec méthode , nous obtenons les plus grands effets en travail utile et réalisons une économie notable . Tel est le point capital que nous croyons avoir atteint non seulement en établissant un éolipyle à foyer incandescent pouvant fournir au moteur plus de vapeur qu'il n'en consomme , mais encore produire la vapeur sèche en allant , le thermomètre en main , jusqu'à convertir la chaleur , en force apportant à elle seule 50 pour cent d'économie journalière , soit une différence de température si considérable au tube de sortie , que la vapeur donne en temps ordinaire 82 degrés , quand par notre procédé , elle atteint 150 à 160 degrés à basse pression .
Nouveau surchauffage à vapeur sèche - Emmagasinage progressif par la chaleur et principe la convertissant en force -Description de la chaudière .... Une heureuse application est celle de la vapeur sèche allant jusqu'à convertir la chaleur en force , principe diminuant les dépenses de chaque jour en réduisant l'emmagasinage du combustible et celui des eaux , problème ayant jusqu'alors préoccupé et les savants les plus compétents et les ingénieurs les plus renommés sans avoir pu résoudre ni vaincre d'une manière efficace les difficultés attachées à ce mode économique , par un procédé aussi simple que propre à emmagasiner instantanément la chaleur ... De tout temps , en effet , le problème posé a été de faire pénétrer en un temps donné la plus grande somme de chaleur dans la chaudière , par conséquent , de convertir l'eau en vapeur humide , la vapeur humide en vapeur sèche , la vapeur sèche en chaleur , et enfin la chaleur en force , en emmagasinant la plus grande quantité de chaleur dans chaque molécule d'eau , puisque tout mouvement comme toute force est le résultat de la chaleur et se traduit toujours par une surface de chauffe plus ou moins grande , plus ou moins intense , capable de faire passer subitement les liquides par diverses densités exprimant des températures de plus en plus élevées ... S'il est bien reconnu qu'en chauffant un générateur renfermant une certaine quantité d'eau , la chaleur absorbée et emmagasinée dans chaque molécule en change l'état , on comprendra que sous cette action constante du foyer des différences immédiates de densités se produisant à tour de rôle ,puissent rompre l'équilibre établi et soient la base particulière du premier mouvement comme le point de départ de la vaporisation des liquides ,tant il est vrai que les molécules en contact avec les parois chauffées se meuvent en raison de cette chaleur produite et finissent par s'élever à la surface . C'est ainsi que ces densités en devenant de plus en plus légères sont successivement modifiées par la chaleur et viennent progressivement occuper les plus hautes régions du réservoir dans l'ordre de ces densités , d'où l'on peut dire et conclure avec raison que les parties les mieux chauffées se vaporisent plus vite , par conséquent subissent ces diverses transformations en raison et de la surface de chauffe et de l'intensité du foyer base de tout mouvement comme de toute force progressive . - Ainsi en suivant ces lois physiques , on peut affirmer que plus cette intensité de chaleur s'élève à l'intérieur du générateur , plus la vapeur humide disparaît et la pression augmente précisément en raison inverse des densités primitives... Si donc les pressions diverses se forment sous diverses densités , on comprendra encore une échelle progressive correspondant à ces lois , prouvant de plus en plus , dans la mesure de cette absorption comme de cette pénétration , la conversion de la chaleur en force ....Pour résoudre le problème de ce grand emmagasinage des forces vives , nous avons piqué sur le milieu du réservoir deux longs tubes conducteurs enroulés en sens inverse , soit cinq à six ou sept à huit fois et plus si cela est nécessaire sur chaque bout du générateur , de façon à présenter deux hélices opposées se réunissant ensuite en un seul jet correspondant à la distribution .Ainsi enroulés sur la chaudière , l'expérience prouve que le surchauffage de la vapeur par retour successif au foyer est supérieur au retour de flamme , parce que l'emmagasinage dans chaque anneau , même à haute pression , est proportionnel au nombre de spires adoptées , tant il est vrai que , le thermomètre en main , le coefficient de chaleur au tube de sortie peut être doublé , ce qui démontre qu'on peut dépasser 50 pour 100 en économie d'eau et de combustible ,sans compter que l'intensité du foyer produisant la vapeur ordinaire . Si donc en pénétrant dans ces tubes conducteurs la température agit progressivement dans toute leur étendue , on peut affirmer que la vapeur qui les traverse devient de moins en moins humide et dense , parce qu'en pénétrant plus facilement à l'intérieur de ces tubes la chaleur s'emmagasine avec d'autant plus d'intensité que les courants liquides , c'est-à-dire humides ,vont en diminuant à chaque nouveau passage , où la dilatation des gaz et de l'air que l'eau contient a lieu elle-même dans une large mesure . C'est ainsi que cette vapeur beaucoup moins dense , en sortant à une température plus élevée , évite le laminage dans les tiroirs en annulant la contre-pression , d'où il résulte qu'à pression égale le surchauffage suivant ce mode double le travail utile , c'est-à-dire qu'à une pression de trois atmosphères , on obtient un travail égal à six de vapeur humide , parce qu'en devenant de plus en plus gazeuse ou fluide ,cette vapeur plus subtile cesse d'offrir au tube d'introduction et de sortie un laminage produisant la contre-pression si contraire à tout travail et si nuisible au développement des forces , en même temps que la condensation dans les tubes et le cylindre cessant absolument , les robinets purgeurs deviennent inutiles ....En terminant , il est facile de conclure théoriquement que si la vapeur humide va toujours en se modifiant dans les premiers anneaux de ces tubes , des évolutions , des transformations et des métamorphoses s'opèrent dans les suivants , et en passant ainsi successivement de l'un à l'autre pôle on constate que la plus grande somme de chaleur fait obtenir la plus grande somme de force avec un foyer infiniment plus économique .Nous pouvons également affirmer que de tous les moyens employés par retour de flamme , celui-ci est le plus simple , le plus économique et le plus facile à appliquer à tout générateur ...Quelle immense économie la Marine , les Chemins de Fer et les Usines , petites et grandes , en retireront un jour où cette heureuse idée sera comprise de MM . les Ingénieurs et Constructeurs armés de cette bonne volonté qui sait couronner toute oeuvre et la faire triompher , à l'avantage des services rendus au monde civilisé ! Prix : depuis 3000 francs .
J'ai copié ces textes pour les fanas de la mécanique.....
